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2019岩土工程师工程地质知识辅导:煤层开采“三带”

更新时间:2019-06-11 16:01:02 来源:环球网校 浏览303收藏121

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摘要 环球网校提醒:2019年岩土工程师考试已进入复习阶段。根据学员对专业知识难点的反馈,同时为进一步加深大家对专业知识相关知识点的了解,环球网校老师为大家整理了“2019岩土工程师工程地质知识辅导”,希望对大家有所帮助。

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煤层开采后顶板形成的“三带”及各带的特征

(1)、冒落带.冒落带是采用全部垮落方法管理顶板时,采煤工作面放顶后引起的煤层直接顶板的破坏范围。其特点是顶板岩石在自重作用下,发生法向弯曲,当岩层内拉张应力超过岩石强度时,破碎成块、垮落而形成。而且越是靠近煤层岩石越是破碎、紊乱。冒落岩块之间的空隙多,连通性强,有利于水、砂和泥土通过。根据冒落岩块的破坏和堆积状况,冒落带可分为不规则冒落和规则冒落两部分。在不规则冒落部分内,岩层完全失去了原有的层次;在规则冒落部分内,岩层基本上保持原有层次。

冒落带的高度取决于采出煤层的厚度和岩石的碎胀系数,通常为采出煤层厚度的3-5倍。煤层愈薄、冒落带的高度愈小。

其中,m为采出煤层的厚度;K为岩石的碎胀系数;a为煤层倾角。

岩石的碎胀系数取决于岩石的性质,它的值恒大于1,一般为1.10-1.40。通常冒落带高度h是采出煤层厚度m的4-8倍。

(2)、裂隙带。位于冒落带以上。由于冒落带岩石的碎胀性,顶板岩层冒落到一定高度后,以上的岩层向下变形的空间减小,因此,裂隙带内岩层破坏的特点是:岩层发生垂直于层面的裂隙或断开以及岩层顺层面离开(称为离层裂缝)。根据垂直于层面的裂隙、离层裂缝的不同张开程度以及裂缝的连通性好坏,裂隙带又可分为严重断裂、一般开裂和微小开裂三个部分。严重断裂部分内岩层大都断开,裂隙的连通性好,漏水严重。一般开裂部分内的岩层连续性未断或很少断开,裂缝的连通性较强,漏水程度一般。微小开裂部分内岩层有裂缝,基本不断开,裂缝的连通性不好,漏水性较弱。裂隙带与冒落带之间也无明显的界限。

当煤层埋藏深度较小,冒落带和裂隙带发展到地面时,在地面形成大的裂缝,与矿井工作面贯通,可导致地表水体和大气降水通过裂缝导入矿井,引起矿井涌水量突然增加,造成工作面条件严重恶化,甚至发生透水事故而淹没整个矿井。还可发生溃砂现象。

(3)、弯曲带。裂隙带以上直至地表的部分。带内岩层不再发生断裂,而是在自重及上覆岩层重量作用下,产生法向弯曲变形,并伴随有沿层面脱开(即离层)和层面剪切变形等现象。带内岩层保持其完整性和层状结构,移动过程连续而有规律,岩层呈平缓的弯曲。如果开采深度大,弯曲带的高度将大大超过冒落带和裂隙带之和,此时,裂隙带不会达到地表,地表的变形相对比较和缓,在地表最终形成碟形沉陷洼地,其边缘发育有与矿井不具连通性的上宽下窄的张性裂缝。

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